半导体 制造具触感人工皮肤

2010-09-14 13:36

两组美国研究团队从有弹性的半导体材料，研制出具有触觉感测的人工“皮肤”，将来可能打造出灵巧得足以握蛋，同时也有力拿稳平底锅的机器人。

足以让机器人拿稳平底锅这份发表在英国期刊“自然材料”的研究报告指出，实验显示该材料对压力反应的速度几与人类皮肤相同。虽然一些重要的障碍仍有待克服，但研发专家咸信，这项成就为现今笨拙的人工手臂与机器人，被代之以更聪明、具触觉感测的新一代义肢与机器人，迈出关键的一步。

加州大学柏克莱分校电子工程专家杰维指出，长久以来科学家苦思如何让机器人根据所接触的不同物质，来调整力度。压力感测材料的设计即是为克服这项挑战。

为新一代义肢迈出关键一步英国广播公司（ＢＢＣ）新闻网指出，杰维研究团队研发的“电子皮肤”（e-skin）是由交叉的矽锗合金奈米线所建构，奈米线层覆盖于薄胶片上，形成薄膜电晶体（ＴＦＴ），其上有压力感测层。穿流于薄膜电晶体的电流量是由运作于胶片上的压力所决定，压力越大，流过的电流也越大。

研究人员将薄膜电晶体物件摺叠成半径比铅笔还小的形状，但效能丝毫不减。同时，在测试一块四十九平方公分的原型电子皮肤后，发现其能感测○至十五千帕的压力，相当于打字或拿东西等日常活动所使用的力量。

史丹佛大学的化学工程专家鲍哲南则采取不同的进路，其研发的核心就是薄膜电晶体中间的微结构胶片，她说∶“有别于在奈米薄膜电晶体列阵上覆盖压力感测电阻器层，我们让电晶体能够感测压力，我们的微结构胶片能更快速的弹回原本形状、同时敏感度更高。” 她指出，其研发的成品甚至能监测到一只蝴蝶停留其上的重量，而且“反应的时间媲美人类皮肤，速度非常快，仅在毫秒之间。” 都柏林三一学院的奈米科技学家柏兰德，在“自然材料”的评论文章中赞扬这两个不同进路的研究，指其展现出以低价的制造技术解决重要技术问题的可能性，他也提到，仍有创意改善的空间，比如缩小感应器的距离，使得“感觉”能够极大化。